接读——极度深文：航发动力深度分析（一）
分析师：王贺嘉
4.直-20国产发动机：效仿T700型谱化研制的发展路径，十年新机牵引市场空间或将超600亿
4.1、直-20国产航发和T700同属中等以上推力涡轴发动机，美军直升机牵引的发展路径可以效仿
4.1.1、直-20国产发动机作为我国中型直升机的动力系统，性能已超过部分可对标的国外先进航发
直-20国产发动机由我国自主研发，将承担中型通用直升机直-20的动力提供重任。涡轴发动机作为直升机的动力装置，能够驱动直升机旋翼产生升力和推力，是航空燃气涡轮发动机的一种。涡轴发动机在性能、结构和使用要求等方面发展成为满足直升机需要的最佳动力装置，同时也适用于中低空、低速短距/垂直起降无人机和倾转旋翼无人机。2016年11月1日，中国航发集团首次携带1600kw涡轴发动机亮相珠海航展，据新华社报道，1600千瓦级涡轴发动机是通过集成创新完全独立自主研制的国产最大功率涡轴发动机，填补了国内该功率等级涡轴发动机型谱的空白，其功率等级和结构安装性可满足不同吨级直升机的动力需求。据外媒报道，直-20国产发动机性能已经超过美国通用电气研制的1500KW水平的T700-T6E，功率等级和结构安装性可以满足大、中型直升机的要求，或将用于直-20、武直-10机型。T700-T6E在应急状态之下只能持续工作30秒的时间，而直20国产发动机未来能够适应在3000米以上高原的作战任务，具备较大的航程和留空时间，从而大大提高中国陆军航空兵的作战能力。
4.1.2、T700是可靠性与低成本兼具的航空动力系统，发动机型谱化研制有效适应美军多场景应用需求
T700系列发动机是所在功率范围内最受欢迎的发动机，主要装配于美军10吨级主力型武装直升机。T700由通用电气公司研制，具有功率重量比高、燃油消耗低、拥有成本低和结实耐用等优势，而且持续改进，先仅有陆军版，后增加海军版，结构性能日臻完善，可靠性、维护性、耐久性、燃油经济性和安全性均达到极高水平，成为所在功率范围内最受欢迎的发动机。T700的进气装置与粒子分离器设计成一整体，简化了压气机结构，降低了维修费用，保证在野战条件下使用；T700采用了单元体设计，大大减少了零部件数目，无需定期维修与翻修，发动机发生故障后只需更换单元体。T700不仅装配于10吨级通用型直升机UH-60黑鹰，而且装配于10吨级武装型直升机AH-64阿帕奇。
T700历时十余年研制，专为美国陆军UH-60直升机量身定做。1967年，美国陆军进行涡轴发动机招标，通用电气公司用为新一代直升机研发的GE12验证机参加；1972年，通用电气公司将GE12改名为T700，并开始正式研制T700；1974年T700参与首飞；1978年T700正式投产；1982年T700-GE-401开始交付；1983年T700-GE-701开始交付；1988年T700-GE-401C开始交付；2004年T700-GE-701D正式生产；截止2015年10月，T700/CT7（T700的民用版）系列发动机累计共生产15000台。T700的最大持续输出功率为1510马力，能以1698马力持续输出30分钟（如起降阶段），在紧急情况下（例如只剩一具发动机）则能以1723马力的功率输出2.5分钟。
T700应用于美军黑鹰与阿帕奇两款主力直升机，作为美军“大脑神经”在各类型应用场景中发挥重要作用。T700强大的动力使得直升机可在高原实现安全可靠飞行，完成高海拔地域执行任务，现已经历了战争、恶劣环境的考验，总累积超过4000万飞行小时。“黑鹰”是美军直升机空运行动的主力，美国依照UH-60衍生出了许多其他型号的直升机，比较著名的有美国海军陆战队装备的“夜鹰”运输直升机、美国空军特种直升机铺路鹰、澳大利亚武装直升机“战斗鹰”以及美国海军反潜/运输直升机“海鹰”等。而在1991年的海湾战争中，AH-64阿帕奇直升机实现高命中率，推动陆战的速战速决，而且一架也没有被敌方炮火击落，表现出良好的战场生存性。
4.2、T700型谱化研制适应多型直升机多场景应用需求，累计实现超两百亿美元的全寿命周期价值
4.2.1、UH-60直升机不断进行改进改型，优越的通用性为美陆军开展军事行动提供巨大助力
UH-60持续推出多款衍生型号，客户遍布全球19个国家，是世界上生产数量最多的军用直升机之一。UH-60“黑鹰”直升机由美国西科斯基飞行器公司（下文简称西科斯基）为美国陆军研制生产，其后衍生出10余款用于不同领域的子型号，包括UH-60A黑鹰、CH-60E、UH-60L黑鹰、UH-60M黑鹰、UH-60ARASCAL、EH-60A黑鹰、MH-60A黑鹰、YEH-60B黑鹰等，可执行运输、搜救、特别行动、医疗后送和电子战等任务，客户由美国陆军扩充为美国海陆空三大军种，随后逐渐在韩国、哥伦比亚、澳大利亚、巴西等全球19个国家服役，现役量超过3800架，被称为最经典的直升机。UH-60可以装载11名士兵和相应装备，或者一次同时装载一具105毫米M102榴弹炮、30发105毫米弹药和4名炮手。在“海湾战争”后，UH-60的身影几乎活跃在所有美国陆军的军事活动中。
UH-60从推出至今已服役四十余年，其衍生型号数量多、更新速度快。在越战不断升温的60年代中期，贝尔UH-1“休伊”系列直升机在战场上暴露出不少缺陷，美国陆军开始考虑改型的后继型号；1972年，美国陆军向工业界颁布了通用运输飞机系统（UTTAS）方案征求书，正式开始招标；1976年西科斯基中标，获得UH-60A“黑鹰”首批订单；1978年UH-60A生产型开始交付；1984年SH-60B生产型开始服役；1989年，HH-60H开始服役，UH-60L正式生产；2002年MH-60S正式服役；2005年MH-60R开始交付；2006年UH-60M开始交付；2014年美国陆军和海军宣布购买UH-60和MH-60R直升机。UH-60从1978年开始交付美国陆军使用，如今已服役40年，累计飞行超过900万小时。
UH-60系列化支撑订单放量，1970-2011年历史实际订单价值高达七百亿美元。据USWARPLANES统计，截止到美国2012财年年底，UH-60的历史实际订单合计3707架。其中主要机型UH-60A耗时十二年完成1208架的订单，UH-60L耗时十九年完成764架的订单，其余各机型中也有部分型号获得了不错的订单量，由此可以看出，UH-60自身型号的不断改进改型保证了其订单的持续放量。从时间序列角度看，UH-60的订单量在1978年开始有明显提升，1981年达到185架的年订单量峰值，随后在1982-1996年间稳定在90架左右，1996年以后订单量则开始逐渐缓慢下滑。据美国国防部预算数据，按照UH-60单价19.74百万美元计算，UH-60的历史实际订单价值量约为731.90亿美元。
4.2.2、AH-64作为美国陆军目前最先进的攻击直升机，在多次实战中彰显优越作战能力
AH-64在实战中通过改型不断提高作战能力，其客户遍及全球超20个国家。AH-64是由美国波音公司为美国陆军所设计制造的一款主力武装直升机，衍生型号主要为服役于美国陆军和英国陆军航空兵的AH-64A（备役部队）与AH-64D。AH-64“阿帕奇”是美国陆军目前最先进的攻击直升机，也是日本、新加坡等国家的主要武装直升机。AH-64于1989年在巴拿马战役中首次投入实战，并在海湾战争与阿富汗、伊拉克的多次实战中充当了重要角色。美国陆军与麦道致力于改进阿帕奇，根据作战实践情况，先是着力提高安全性和可靠性，后是加强任务和武器系统能力，不断改进阿帕奇的作战能力。现使用AH-64的国家包括英国、以色列、埃及、阿联酋等。
AH-64多年间持续进行型号改良，先后获得美国陆军多份生产合同。越战中武装直升机AH-1表现良好，促使美国陆军决心发展更为先进的战斗直升机，因此1972年美国陆军提出“先进武装直升机计划”（AAH）计划，其目的是要提供陆军一种全天候型全能型攻击直升机，并可用来对付敌人的装甲和其他强化过的目标；1973年，美国陆军挑选了贝尔公司的YAH-63和休斯公司的YAH-64参与这项计划；1976年美国陆军宣布休斯公司的YAH-64获胜，并赋予其AH-64的正式编号；1984年AH-64A正式服役，且休斯向麦道出售直升机制造业务；1997年AH-64D生产型首飞并交付；2011年AH-64E开始交付；2017年波音取得AH-64E的购买合同。
AH-64为美军主力直升机型，1974-2013年历史实际订单价值高达三百亿美元。据USWARPLANES统计，截止到美国2013财年年底，AH-64的历史实际订单合计1187架，其中，主要机型AH-64A耗时十五年完成937架的订单，AH-64D型号也完成了167架的订单。由此可以得知，AH-64订单放量以主力型号牵引为主，其它衍生型号对订单量提升也起到了一定的作用。从时间序列角度看，AH-64的订单量在1982-1986年迅速提升，并于1990年达到176架的峰值。进入90年代后，AH-64年订单量开始明显下滑，基本保持在每年20架左右的较低水平。据美国国防部预算数据，按照AH-64单价33.01百万美元计算，AH-64的历史实际订单价值量约为391.85亿美元。
4.2.3、目前配装UH-60/AH-64的T700全寿命价值高达两百亿美元
（一）历史数据表明，由UH-60/AH-64系列直升机的需求牵引，T700已经实现高达274.6亿美元的全寿命周期价值
T700发动机由UH-60/AH-64系列直升机牵引的新机承制价值量共计为84.8亿美元。根据USWARPLANES的统计，美国1971-2013财年UH-60、AH-64累计实际订单为3707架、1187架。对飞机全寿命期进行阶段划分：在发动机采购阶段，按照一架UH-60/AH-64配2台发动机计算，历史实际订单的UH-60/AH-64战斗机配套T700发动机9788台，按照美国空军预算的数据，T700的历史均价约为72.16万美元，那么配套发动机价值大约70.6亿美元；依照军队发动机采购比例1:1.2，结余部分作为备用，因而估算备用配套T700发动机1962台，备用发动机价值大约14.1亿美元。
T700发动机由UH-60/AH-64系列直升机牵引的换发和维修价值量共计为189.8亿美元。在发动机使用阶段，以发动机后期维修保养在全生命周期的价值量占比53.70%作为依据，发动机维修保养价值量大约98.3亿美元；在发动机更换阶段，依照在战斗机的全生命周期中更换0.5次发动机的假设，后期发动机换发价值大约42.4亿美元。在更换发动机的使用阶段，更换的发动机同样需要维修保养，于是更换发动机维修保养价值量大约49.2亿美元。综合来看，UH-60/AH-64在全寿命周期内牵引的T700需求价值量约为274.6亿美元。
4.3、直-20国产发动机预计装配我国新型10吨级通用直升机，未来十年市场空间或将超600亿元
10吨级通用直升机直-20未来有望替代国外先进通用直升机，继而带动直-20国产发动机加速配装。直-20是由哈尔滨飞机工业集团设计生产、装备中国人民解放军陆军航空兵的一款10吨级中型通用直升机，于2010年立项，2013年12月23日在东北首飞，目前处于调整和鉴定试飞对的关键阶段，研制成功后有望替代直-8、直-18，以及美国的黑鹰、俄国的米171和卡31等直升机。该直升机外形类型“黑鹰”S-70C-2，采用全新的五叶主旋翼和电传飞控系统，具备更大的升力和机舱容量，更强的续航能力，并且三军通用，可以用于陆军空中突击、特种部队渗透，也可以改装用于海军舰载反潜或者空军战场搜救。未来该直升机批产后，能有效缓解国内部队空中力量的巨大需求，同时带动直-20国产动力装置的批量交付
直-20国产航发能够打破国外对于高原型直升机动力系统的垄断，继而实现航空发动机的国产化替代。国产直-20直升机发动机的功率为1600KW，与美国T700-T6E涡轴发动机相当。相较于国内主流运输直升机，直-20的发动机功率大，最大起飞重量与最大吊挂能力提升，油耗降低。因此飞行性能，尤其是高原高温条件下的飞行性能得到了显著提升。过去中国陆航直升机高原直升机的主力一直是美国的黑鹰直升机、俄罗斯米-17直升机等，而直-20国产大功率涡轴发动机的装配标志着中国陆航高原直升机被国外直升机垄断历史正式结束，对于中国陆军在西南高原山地执行作战任务意义重大。该大功率涡轴发动机的先进性能将有力增强中国陆航的作战能力，有助于形成中国陆航在2020年之后的装备体系。
我们分析预测，为弥补中美差距，未来十年内我军可能会列装的中型通用直升机数量约为843架，牵引的直-20国产航发的市场空间预计高达647.7亿元。由于直-20国产航空发动机是新研制型号，因此仅考虑增量市场，存量市场的维修需求忽略不计。根据WorldAirforce2019，当前美国拥有AH-64/UH-60武装直升机833架（含32架未交付订单），我国武装直升机数量面临严重缺口。随着十九大以来强军计划的推进，假设中国军队在10年内直升机列装数量达到美军现有水平，则配备大功率涡轴发动机的新直升机列装数量约为833架。在承制方面，按照一架直升机平均装配2台发动机、军队以1:1.2比例采购发动机（剩余部分留作备用）计算，同时参考美军发动机型号，假设10年内发动机维修保养费用在价值量中占比53.70%；在换发方面，以10年内直升机平均更换0.5次发动机测算，并且这部分发动机同样需要维修保养。综合来看，直-20国产大功率涡轴发动机未来10年内由新机牵引的市场空间为647.7亿元，年均64.8亿元。
5.1、定增价格倒挂：近半数定增股份临近解锁，当前股价中枢相比于定增价格仍有较大修复空间
公司股价长期处于定增倒挂状态，地方政府认购的限售股的解锁期2020年临近。2017年，公司为偿还金融机构借款和补充流动资金，实施定向增发计划，向包括大股东和四大主机厂所在地地方政府实控机构在内的九大投资者共募集资金96.3亿元。其中，大股东中国航空发动机集团认购金额达45亿元，占总数比例接近一半，这部分限售股将于2022年9月解禁；除大股东中国航发外，其余投资者认购金额总计51.3亿元，所持认购股份均将于2020年9月解售。在本次非公开发行中，投资者认购价格均为31.98元/股，而自2018年以来，公司股价便一直在22-28元/股的范围内波动，价格中枢长期低于定增发行价。
在目前定增倒挂情形下，公司股价或将迎来上升趋势，这是因为此次定增参与机构的实控人主要是四大主机厂所在地的地方国资委。将于2020年解禁的限售股所属定增参与方的机构实控人均为地方政府机构，其中陕西航空产业发展集团有限公司实际控制人为陕西省国资委、贵阳市工业投资集团有限公司由贵阳市国资委全资控股、沈阳盛京金控投资集团有限公司由沈阳市财政局和沈阳市国资委控股；湖南国企改革发展基金企业实际控制人为湖南省国资委、中航基金管理有限公司实际控制人为国资委、中车金证投资有限公司实际控制人为国资委，公司旗下四大主机厂均处于上述参与定增的地方政府辖区。值得投资人注意的是，公司股价在定增实施前曾进行过一次价值重估，从2017年6月的22元/股涨至2017年10月的32元/股，顺利以31.98元/股的价格进行定向增发。因此我们分析预测，随着近半数定增股份的解锁期2020年逐渐临近，限售股解禁这一事件或将导致公司核心资产迎来新一轮的价值重估。
5.2、体制改革预期：军品定价机制改革、股权激励与瘦身健体等国企改革措施或将成股价催化剂
5.2.1、军品定价机制改革或将助力装备总装企业打破利润约束并改善盈利能力
军品定价机制改革是武器装备总装企业盈利能力提升的重要推力。目前军工产品采取成本加成定价法，将公司的销售净利润率限制在5%以内，这显著地压低了公司的盈利能力。军品具有高技术特性，其生产管理也具有高度复杂性，这种高技术复杂劳动创造的新价值必然大大高于一般劳动创造的新价值，而这部分新价值在军品价格中未能得到体现和合理补偿。2013年9月，总装备综合计划部发布《装备购置目标价格论证、过程成本监控和激励约束定价工作指南（试行）》，规定新型号批产后按照“定价成本+5%×目标价格+激励约束利润”来确定采购价格，这标志着新一轮军品定价体制改革的启动。若改革措施正式落地，将给予军品市场比较充分的竞争环境，由于装备总装企业在产业链内享有较高的定价权，因此这一改革措施有利于总装企业整体盈利能力的提升。
公司盈利能力与国内各大装备总装企业相近，但明显低于国外先进发动机制造企业，因此军品定价体制改革或将使公司盈利能力获得大幅改善。英国罗罗公司和美国通用电气公司都是世界领先的航空发动机制造企业，2009-2018年罗罗公司的营业利润率中枢为9.4%，通用电气公司的营业利润率中枢为18.7%，均显著高于航发动力4.5%的中枢水平；另一方面，国内其它军工总装企业近年来营业利润率水平与公司相近，基本在5%以下的较低水平，这表明目前国内采取的成本加成定价方式抑制了军工产品盈利能力的正常释放，而充分市场化的国际航发龙头则明显具有更强的盈利能力。航发动力作为稀缺的军工总装核心资产，在行业内处于优势龙头地位，随着军品定价体制改革措施的逐步推进，公司产品的利润约束或将被打破，对标国外先进航发企业，公司盈利能力有望获得实质性改善。
5.2.2、航发集团响应国企改革号召，相关混改措施实施迈出实质步伐
国家高度重视以股权激励为代表的国企改革措施的稳步推进，众多军工集团上市企业正在或即将实施股权激励等混改计划。由于所有权的性质和经营管理的特点，部分国有企业存在活力不足、经营效率低以及负债率高等问题，而分类管理、引入战略投资者、资产证券化、员工持股、股权激励等具体改革措施的推进，则有助于从经营决策的自主性、市场反应的灵活性、员工的积极性等方面提升国企的经营质量和经营活力，促进国企的做大做强。党在十八届三中全会通过的《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》文件中提到“允许混合所有制经济实行企业员工持股，形成资本所有者和劳动者利益共同体”。在中央层面，完善激励约束机制和员工持股被国务院国资委列为落实十八届三中全会精神的33个重要课题之一。央企军工集团和地方性国企是我国军工行业的主体，国企改革的推进在提升企业整体经营效率的同时，明显改善相关上市公司的资产质量和经营活力。
中国航发集团是深化国有企业改革、推进航空工业体制改革的排头兵，公司作为集团内上市企业亦积极响应实施瘦身健体、提质增效战略。2016年，集团按照充满活力的崭新企业和成为国企改革排头兵的总体要求，紧紧围绕企业发展实际，加强改革总体谋划，针对问题实施精准化改革，全面推进各项改革工作并取得初步成效。2019年2月17日，中国航发全面深化改革领导小组（以下简称深改组）会议在京召开。会议强调要进一步贯彻落实国企改革“1+N”系列文件，深化体制机制改革，突出问题导向，精准推进集团关键环节、重要领域改革，细化改革措施，明确工作责任，狠抓改革工作落实，取得集团全面深化改革新成效。航发动力作为集团下优质上市公司，亦积极推进国企改革措施，持续抓好“瘦身健体、提质增效”，近年来不断做减法剥离低效资产业务、做加法聚焦主业，自身经营质量得到大幅度改善。
5.3、发动机后市场：公司或将发展成全寿命周期垄断，未来有望独享维修业务高盈利的增长红利
目前航发动力能够生产国内大部分核心发动机型号，对标“谁承制、谁承修”的军方采购要求，加之自身维修业务附加值扩大，公司有望成为发动机全寿命周期垄断者。由于核心机研制处于国内领先地位，目前几乎所有主力军用机型的航空发动机都由公司负责总装生产并完成国产替代。按照军方采购航空发动机时“谁承制、谁承修”的客观要求，当公司负责承制的存量发动机达到一定规模后，维修业务占比会迅速提升。发动机的维修保障费用在全寿命周期的价值量占比约50%，因此未来的维修和换发业务或将保证公司业绩在长期内持续稳健增长，盈利能力改善可期，公司有望迈向“全寿命周期垄断”发展路径。另一方面，目前公司也在积极扩建维修产线和深挖维修潜能，包括提高自修率和实现再制造技术在内的措施或将使公司维修业务附加值上升，从而助其更好实现“全寿命周期垄断”。
海外经验表明，发动机维修业务具有高附加值特性，例如售后维修业务在罗罗公司总收入中占比近半，其利润贡献度或高于新机销售业务。一般而言，飞机在全寿命周期内存在多次维修和更换发动机需求，且发动机的维修费用在全寿命周期内占比最高，能够达到50%。以国外著名发动机企业RR为例，其营收中近一半来自于维修业务，且该业务毛利率高于新机销售。发动机研制方面，罗罗公司每推出一款新型号发动机，其自身现金流状况就会受到较大的负向影响，主要原因是发动机研制周期长、研发投入大，需要庞大的资金量作为支撑，因此实际上公司销售新机业务的盈利能力并不高。售后维修服务方面，由于维修业务在发动机全寿命周期内价值量占比大、毛利率水平高，且军方在采购时一般遵循“谁承制、谁维修”的客观要求，因此罗罗公司的盈利更多是源于售后维修业务，销售新机业务起到的则是牵引后续维修业务需求的作用。
5.4、核心机多元化：顺应军品外延发展趋势，公司有望迈入改型燃机之路和掘金军转民广阔市场
海外航空发动的客观发展规律表明，成熟军用航空发动机存在改型燃机和转型民用趋势。近些年来，航机改型燃机成为大中型水面船舶动力主流，是世界燃机产业主导力量，国外船舶的发动机几乎全部是航机改型燃机而来，例如罗罗公司以军用航空发动机AE1107为原型派生出MT7燃气轮机，并被选为美国海军船岸连接器未来气垫船的动力系统；通用公司则以TF39涡轮风扇发动机为基础改型推出了LM2500系列燃气轮机，这些都是军用航发改型燃气轮机的典型案例。从军民通用性角度来看，近10年来，罗罗公司军品占比呈下滑趋势，民品占比超50%，对公司业绩作出了巨大的贡献。民用航空领域，罗罗公司装配机型超过35种，为超过1.3万台引擎提供服务；军用航空领域，罗罗作为全球第二大国防航空发动供应商，为全球103个国家和地区的160家客户提供1.6万台引擎和技术服务。
公司当前已逐渐开展核心机多元化研制工作，有望步入顺应行业发展规律的航机改型燃机和军民通用之路。我国航空发动机已经进入加速发展阶段，实现了由单一科研向科研与装备并重、预研与型号并重、单一空中动力向空海地面多领域军民用动力系列化发展的转变，现已涉及军机、民机、燃机三大领域。在船舶动力方面，乌克兰“机器设计”科研生产联合体研制的GT25000型燃气轮机在我国船舶得到了大量的应用；同时，航发动力已由成熟的航空发动机为基础，完成了航机改型燃机的技术攻关，航发动力披露公司用于舰船的燃气轮机一直有贡献销售收入；用于工业用途的燃气轮机目前在产品试验阶段，待产品定型投入市场后将会贡献新的收入，例如由公司自主研发制造的QD128燃气轮机将用于分布式供能、工业发电、应急电源，是我国首台拥有完全自主知识产权的10MW级燃气轮机。
来源：申万宏源
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